直流电机与运动控制：PWM调速与TB6612驱动

"这篇资料主要介绍了电机与运动控制的基础知识，特别是直流减速电机在机器人中的应用，以及如何通过单片机进行电机的控制和驱动。此外，还涉及到PWM脉冲宽度调制技术在调速中的作用，以及电机驱动电路的设计，如TB6612芯片的特性。最后，资料讲解了基本的运动控制策略和模块化编程思想。" 电机与运动控制是机器人和自动化设备中的关键部分。直流减速电机作为机器人的“腿”，由直流电机和减速器组成。直流电机通电后，其转动方向取决于电流极性，而转速则可通过调整电压来控制。减速器的作用是降低电机的转速，同时增大输出扭矩，以适应需要更大推动力的应用场景。 电机控制包括两个主要方面：调向和调速。通过改变输入电压的极性，可以实现电机的正反转；通过调节电压的大小，可以改变电机的转速。在数字电路中，通常使用PWM（脉冲宽度调制）技术来平滑地改变电压，通过调整PWM的占空比（高电平时间与周期的比例）来控制电机速度。例如，Arduino系统的analogWrite()函数可以设置PWM引脚的占空比，范围从0到255，对应0%到100%的占空比。 然而，单片机的IO口无法直接驱动大电流、高电压的电机，因此需要电机驱动电路。TB6612是一款常用的电机驱动芯片，它支持高达100kHz的PWM频率，可以处理5v至15v的电压，提供1.2A至3.6A的电流，并具有正反转控制、过热和低压保护等功能。通过控制特定的输入引脚，可以实现电机的正反转和速度控制。 在实际应用中，需要根据硬件电路定义控制电机的引脚，例如，用digitalWrite()函数设置引脚为低电平或高电平以控制电机的启停，用analogWrite()函数设置PWM占空比来调整电机速度。当电机转动方向错误时，可能是因为接线问题，可以通过改变输入引脚的极性来解决。 运动控制方面，基本策略包括前进、左右正转、后退、左右反转以及左转和右转。左右两个电机的速度差异可以实现精细的转向控制，如左转时左侧电机速度小于右侧电机，反之亦然。为了保持代码的整洁和可重用性，可以采用模块化编程，将相关的函数和变量封装在独立的文件中，提高代码的可维护性和复用性。